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用于制造自愈机器人的新型软橡胶

导读 布鲁斯尔大学的一个研究小组开发了一种橡胶,它可以与机器人一起使用,以便在切割时自我修复。在他们发表在《科学机器人》杂志上的论文中,研究小组描述了橡胶,它是如何自我修复的,
2020-02-03 12:53:20

布鲁斯尔大学的一个研究小组开发了一种橡胶,它可以与机器人一起使用,以便在切割时自我修复。在他们发表在《科学机器人》杂志上的论文中,研究小组描述了橡胶,它是如何自我修复的,以及它在测试时的表现。

机器人工程师的一个大目标是为机器人开发一种皮肤,当损坏时会愈合,类似于人类皮肤的自愈。一个并行的目标是将软机器人部件集成到需要敏感性的应用程序中-例如,在医院提升病人。软材料的缺点当然是它们很容易被损坏,使机器人失去了功能。理想情况下,机器人的手和某些其他部分将是柔软和自愈的,这就是研究人员在这一新的努力中所取得的成就。

研究人员认为,解决方案是一种柔软的橡胶,足以提供敏感性,但足够强大,可以保持其形状,而不需要内部支撑(如人类的骨骼)。这样的橡胶也需要在不使用胶水、螺丝等的情况下进行修复,因为疤痕不会像原始材料那样坚固。这个团队开发了这样一种橡胶,然后用它来为机器人创造手指。如果切割,橡胶手可以放置在80°C的烤箱中40分钟,以诱导自愈-高温会导致伤口关闭。它之所以有效,是因为橡胶是由一个具有交叉链接的网络组成的聚合物-一个Diels-Alder反应发生,它在一个受损的区域产生了键。加热后,橡胶必须冷却一段短时间,以使债券牢固。

研究人员还制作了一个夹持器,以及他们所描述的使用橡胶的人工肌肉的数量,并对他们的所有设计进行了各种切割,以测试他们的愈合情况。他们报告说,所有的设备都按预期愈合,修复后功能为98%至99%。他们还指出,这一过程可以在必要时重复,而不会降解橡胶。

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